DE3325201C1 - Dichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtung, bestehend aus einem Außenring aus Blech, der einen nach innen vorspringenden Flansch aufweist sowie aus einem Innenring aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, der ein U-förmig nach außen geöffnetes Profil aufweist, der flüssigkeitsdicht und verdrehsicher mit der abgedichteten Welle verbunden ist, der den Flansch mit Ringvorsprüngen axial umgreift und bei dem die Ringvorsprünge den Flansch unter einer Vorspannung berühren.

Eine solche Dichtung ist aus US-PS 40 94 518 bekannt. Der Innenring besteht aus einem Gummiformteil und läßt sich dementsprechend schwierig fertigen. Er ist axial unverschiebbar auf der Welle festgelegt und ein gutes Abdichtungsergebnis läßt sich deshalb nur dann erzielen, wenn der Innenring dem Flansch in präziser Weise zugeordnet ist. Aufwendige Justierarbeiten vor Inbetriebnahme einer solchen Dichtung sind daher nicht vermeidbar. Sie verteuern die Verwendung zusätzlich in einer wirtschaftlich nicht vertretbaren Weise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene Dichtung derart weiter zu entwikkeln, daß bei verminderten Herstellkosten ein gutes Abdichtungsergebnis unter Vermeidung von Justierarbeiten vor Inbetriebnahme auch dann gewährleistet ist, wenn Radialverlagerungen, Axialverlagerungen und/ oder Winkelverlagerungen der abgedichteten Welle zu erwarten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Dichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Innenring verschiebbar auf der Welle gelagert ist, daß die Erstreckung des Flansches und die Dichtungsachse einen Neigungswinkel einschließen und daß der Neigungswinkel so bemessen ist, daß sich eine elastische Verformung wenigstens eines Ringvorsprunges ergibt. Eine die elastische Verformung beider Ringvorsprünge bewirkende Bemessung ist besonders vorteilhaft.

Der Innenring kann aus irgendeinem elastisch verformbaren Werkstoff bestehen, der flüssigkeitsundurchlässig ist. Bevorzugt kommen Gummi- und PTFE-Qualitäten zur Anwendung, wobei die Erzeugung des U-förmig nach außen geöffneten Profils nicht unbedingt von der Verwendung entsprechend ausgestalteter Formwerkzeuge abhängig ist, sondern gegebenenfalls auch auf einer Drehmaschine unter Zuhilfenahme schneidender und/oder prägender Werkzeuge erfolgen kann. Das Ausgangsmaterial bilden in diesem Falle stranggepreßte Halbzeuge, beispielsweise ein Schlauch- oder Stangenmaterial aus Gummi oder PTFE. Diese können im Bereich des sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnittes des fertigen Innenringes mit einer Verstärkungseinlage versehen sein, um die definierte Festlegung auf der Welle zu erleichtern. Entsprechende Verstärkungseinlagen können aus einem Gewebe oder Fadengelege bestehen.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Querschnitt der Nut des Innenringes vor seiner Montage radial innerhalb der äußeren Begrenzungsflächen eine axiale Erweiterung aufweist. Sogar eine axiale Erweiterung in Richtung der äußeren Begrenzungsflächen ist möglich, und vereinfacht die Herstellung des notwendigen Querschnittes insbesondere bei Anwendung spanabhebender Bearbeitungsverfahren ganz wesentlich. Die notwendige Anpressung an die axialen Begrenzungsflächen des Flansches ist dennoch gewährleistet und beruht insbesondere auf dem Neigungswinkel, den der Flansch mit der Dichtungsachse einschließt. Die axial außenliegenden Begrenzungsflächen der Ringvorsprünge des Innenringes sind der Rotationsachse bevorzugt unter einem Winkel von 90° zugeordnet und ebenflächig ausgebildet. Abweichungen sind möglich, sie haben jedoch in aller Regel eine weniger optimale Werkstoffausnutzung zur Folge und damit eine Vergrößerung der Herstellkosten.

Der die Ringvorsprünge verbindende Hohlzylinder

muß so bemessen sein, daß ein Kippen des montierten Innenringes auf der Welle vermieden wird. Zugleich muß die Festlegung eine sichere Übertragung der Drehbewegung gewährleisten, eine gute statische Abdichtung sowie die Möglichkeit einer axialen Verschiebung beim Auftreten von Wellenverlagerungen. Die Gewährleistung dieser Bedingungen bereitet dem erfahrenen Dichtungsfachmann keine besonderen Schv/ierigkeiten.

Zwischen dem Innendurchmesser des Außenringes und dem Außendurchmesser des Hohlzylinders ist ein radialer Abstand vorhanden, durch den gewährleistet wird, daß radiale Verlagerungen der abgedichteten Welle nicht zu Funktionsstörungen führen können. Das Profil des Flansches ist am radial inneren Ende abgerundet, um eine mechanische Beschädigung des Innenringes in kritischen Betriebssituationen zu vermeiden.

Der Neigungswinkel zwischen dem Flansch und der Rotationsachse beträgt 30 bis 60°, vorzugsweise 35 bis 45°. Er gewährleistet einen ausreichend großen Querschnitt des von den Dichtflächen begrenzten Freiraumes, was wichtig ist in bezug auf die Erzielung eines guten Abdichtungsergebnisses bei Überflutung der Dichtung mit abgedichtetem Medium.

Der den Flansch am Fuß des Profils berührende Ringvorsprung kann über die Berührungsfläche hinaus verlängert sein und an der dem Flansch zugewandten, axialen Begrenzungsfläche eines zweiten Flansches anliegen. Die hierdurch gebildete dritte Dichtungsfläche ist den anderen beiden Dichtungsflächen vorgeschaltet und ermöglicht die Abdichtung höherer Drücke, insbesondere, wenn der entsprechend verlängerte Ringvorsprung unter einer elastischen Vorspannung an dem zweiten Flansch anliegt.

Darüber hinaus ist es nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß der den Flansch am Fuß des Profils berührende Ringvorsprung über die Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch hinaus noch weiter verlängert ist und an der Innenseite eines den Flansch mit dem zweiten Flansch verbindenden Hohlzylinders anliegt. In diesem Falle resultiert eine vierte Dichtfläche, die die Wirkungsreihe der übrigen Dichtflächen durch ein weiteres Glied ergänzt. Die abdichtbaren Drücke des abgedichteten Mediums können hierdurch um eine v/eitere Stufe erhöht werden. Der Ringvorsprung liegt bei einer entsprechenden Ausführung bevorzugt mit einer Wölbung an der Innenfläche des Hohlzylinders an.

Die einander inden Bereichen der aktiven Dichtungszonen berührenden Flächen sind im Regelfälle eben ausgebildet und lassen sich dadurch besonders einfach herstellen. Die Anbringung von hydrodynamisch wirksamen Rückförderelementen für Leckflüssigkeit ist selbstverständlich möglich und kann auf der Seite der Ringvorsprünge ebenso angewendet werden wie auf der Seite des Flansches, des zweiten Flansches oder der Innenseite des Hohlzylinders des Außenringes. Neben einer Begünstigung der Abdichtwirkung läßt sich hierdurch der Ablagerung von Ölkohle im Bereich der Dichtungszonen wirksam begegnen. Entsprechende Rückförderelemente können auch durch radiale Vorsprünge so gebildet werden, die gleichmäßig auf dem Außenumfang der Ringvorsprünge verteilt sind.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Dichtung, bei der Innen- und Außenring einander mit zwei Dichtflächen berühren,

F i g. 2 eine Dichtung, bei der Innenring und Außenring einander mit drei hintereinanderliegenden Dichtflächen berühren,

F i g. 3 eine Ausführung, bei der Innenring und Außenring einander mit vier aufeinanderfolgenden Dichtflächen berühren.

Die Ausführung nach F i g. 1 besteht aus einem Außenring 1 aus Stahlblech und aus einem Innenring 2 aus Gummi. Der Außenring weist einen hohlzylindrisch ausgebildeten Einspannteil 3 auf, der auf der linken Seite in radialer Richtung nach innen abgekröpft ist und unter Ausbildung eines kegeligen Flansches in Richtung des abgedichteten Mediums vorgezogen ist. Der Neigungswinkel zwischen der Erstreckung des Flansches 4 und der Dichtungsachse beträgt 45°. Der Fuß 5 des Profils des Flansches ist abgerundet, um eine mechanische Beschädigung des Innenringes 2 zu vermeiden.

Der Innenring 2 besteht aus Gummi einer Härte Shore A 75. Er ist elastisch auf der abgedichteten Welle festgelegt und folgt unter Gewährleistung einer axialen Verschiebbarkeit deren Drehbewegung. Er wird in der dargestellten Form gemeinsam mit dem Außenring 1 auf die abzudichtende Welle aufgeschoben und er erhält die erforderliche axiale Führung durch die Festlegung des Außenringes 1 in der aufnehmenden Gehäusebohrung.

Der Innenring 2 wird in axialer Richtung durch die beiden Ringvorsprünge 7, 8 begrenzt, die in einer sich senkrecht zur Rotationsachse erstreckenden Form hergestellt sind und die durch das Einfügen des Außenringes die dargestellte seitliche Abbiegung erfahren. Die Ringvorsprünge liegen dadurch unter einer axial nach innen gerichteten Vorspannung an dem Flansch 4 des Außenringes an.

Die Ausführung nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1, wobei jedoch der dem abzudichtenden Medium zugewandte Ringvorsprung 9 des Innenringes in radialer Richtung nach außen vergrößert ist und unter einer elastischen Vorspannung an der Innenseite eines zweiten, sich nach innen erstreckenden Flansches 10 des Außenringes anliegt. Hierdurch wird eine dritte Dichtfläche gebildet, die den beiden anderen Dichtflächen vorgeschaltet ist.

Die Ausführung nach Fig.3 äst derjenigen nach Fig.2 ähnlich, wobei jedoch der dem abgedichteten Medium zugewandte Ringvorsprung il in radialer Richtung nach außen nochmals verbreitert ist und mit einer umlaufenden Kontaktfläche an der inneren Begrenzungsfläche des Hohlzylinders 12 anliegt. Hierdurch wird eine vierte Dichtfläche gebildet, die die allgemeine Wirksamkeit weiter erhöht. Der Innenring erfährt zusätzlich eine Stabilisierung seiner Zuordnung zu dem Außenring, was sich vorteilhaft auswirkt in bezug auf die Gewährleistung einer guten Funktionssicherheit, wenn die Montage in wenig sachgerechter Form erfolgen kann. Er ist in dem sich in axiaier Richtung erstrekkenden Abschnitt durch eine Einlage aus einem Drahtgewebe verstärei, um oie Festlegung auf der Weile noch oesser zu definieren and Verformungen in diesem Bereich zu vermeiden, ms Verstärkungseinlage läßt sich auch ein Ring mit winkelförmigem Profil aus einem Hartwerkstoff verwenden. Der sich in radialer Richtung erstreckende Schenkel kann in diesem Falle den Fuß 5 des Flansches 4 übergreifen um in diesem Bereich eine Verformung des Ringvorsprunges 9 zu verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Dichtung, bestehend aus einem Außenring aus Blech, der einen nach innen vorspringenden Flansch aufweist sowie aus einem Innenring aus elastischem Werkstoff, der ein U-förmig nach außen geöffnetes Profil aufweist, der flüssigkeitsdicht und verdrehsicher mit der abgedichteten Welle verbunden ist, der den Flansch mit Ringvorsprüngen axial umgreift und bei dem die Ringvorsprünge den Flansch unter einer Vorspannung berühren, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2) verschiebbar auf der Welle (6) gelagert ist, daß die Erstreckung des Flansches (4) und die Dichtungsachse einen Neigungswinkel einschließen und daß der Neigungswinkel so bemessen ist, daß sich eine elastische Verformung wenigstens eines Ringvorsprunges (J, 8,9,11) ergibt.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel 30 bis 60° beträgt.

3. Dichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel 35 bis 45° beträgt.

4. Dichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Flansch (4) am Fuß (5) des Profils berührende Ringvorsprung (9) über die Berührungsfläche hinaus verlängert ist und an der dem Flansch (4) zugewandten axialen Begrenzungsfläche eines zweiten Flansches (10) anliegt

5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringvorsprung (9) unter einer elastischen Vorspannung an dem zweiten Flansch (10) anliegt.

6. Dichtung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Flansch am Fuß (5) berührende Ringvorsprung (11) über die Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch (10) hinaus verlängert ist und an der Innenseite eines den Flansch (4) und den zweiten Flansch (10) verbindenden Hohlzylinders (12) anliegt

7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringvorsprung (11) im Bereich der Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch (10) und/ oder mit dem Hohlzylinder (12) gegen den Flansch (4) gewölbt ist

8. Dichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4), der zweite Flansch (10), der Hohlzylinder (12) und/oder die diese berührenden Flächen wenigstens eines Ringvor-Sprunges (7, 8, 9, 11) mit hydrodynamischen Rückförderelementen für Leckflüssigkeit versehen sind.

9. Dichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußeren Begrenzungsflächen wenigstens eines Ringvorsprunges (7, 8, 9, 11) mit gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Vorsprüngen versehen sind.